臺灣山茶富含植化素，是茶葉風味和健康益處的來源。其茶葉中的主要成分包括兒茶素、咖啡因、游離胺基酸及多酚類。

總酚類化合物：390.58±1.78 mg/g (臺灣山茶綠茶)，總酚類化合物與茶葉的健康機能性有關。臺灣山茶的總酚類含量明顯高於市售綠茶。

總抗氧化活性：5.36±0.06 mM of Trolox (臺灣山茶綠茶)，抗氧化活性高，兒茶素具有強烈的抗氧化及生理活性。

總兒茶素 (TC)：平均 103.70 mg/g (鳳凰山最高)，兒茶素是茶葉中的重要成分，佔乾重 12-24%。其含量與茶葉品質和回甘程度有關。

EGCG (主要兒茶素)：平均 44.81 mg/g (鳳凰山最高 62.23 mg/g)，EGCG 含量極高，明顯高於其他栽培品種。酯型兒茶素 (包含 EGCG) 具有較高之抗氧化活性。

咖啡因：平均 25.68 mg/g (樟湖山最高 27.57 mg/g)，咖啡因是茶葉中最主要的生物鹼，為茶葉苦味的主要來源之一。